客户协同创新的复杂性及主体刺激—反应模型，本文主要内容关键词为：性及论文,主体论文,模型论文,客户论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
伴随着全球化市场竞争的日益激烈和顾客需求的个性化、多样化，现代制造企业为了求得生存并获得发展，就必须在较短的时间内向客户提供质量高、价格低的创新产品。美国麻省理工Sloan管理学院Von Hippel教授的研究表明，客户的知识、经验和技能是提高企业创新能力的最主要来源之一[1]。为此，许多企业将客户集成到产品开发过程中，通过客户选配产品、客户定制设计等客户集成设计模式，最大程度地满足客户的个性化需求，提升企业竞争力[2-5]。近年来，随着网络化协同产品设计技术的迅速发展和产品创新手段的不断丰富，一种能够更高程度地发挥客户潜力的新型产品创新设计方法——客户协同产品创新(Customer Collaborative Product Innovation，CCPI)出现在产品创新设计的研究领域。许多企业通过对CCPI的实践而得到了丰厚的回报[6-7]。然而，由于CCPI工作过程的动态性和不确定性、创新过程中知识流和信息流的多向流动及创新人员的多样性、分布性及其协同工作的特征使得CCPI过程呈现出明显的复杂性，导致人们难以对CCPI过程及其创新人员的行为有一个完整和清楚的认识。这一问题已成为分析、优化CCPI工作过程的重要瓶颈。
由于产品创新机理复杂，近年来国内外学者开始运用复杂适应系统(Complex Adaptive System，CAS)理论来研究产品创新中的复杂性问题。Levent 等的研究表明产品创新是一种复杂适应现象，它是系统为适应环境变化所做出的调整。Levent等通过设计不同的组织设计配置(如网络成员，结构)和管理机制(如协同，解决冲突，决策等)来模拟社区开发项目的进化过程[8]；任锦鸾等指出了创新系统的复杂性来源[9]；丁堃基于CAS理论构建了绿色创新系统的理论框架，揭示了绿色创新系统的演化机理[10]；田钢等运用CAS理论中的刺激—反应模型和回声模型分析了集群创新网络形成的动力与合作机制[11]。
综上所述，国内外在基于CAS的创新过程理论与实践研究等方面已取得了初步成果。然而，对于CCPI这一有客户深度参与的协同创新过程，结合CAS理论的研究还比较缺乏。因此，本文在分析CCPI复杂适应特性的基础上，借鉴复杂适应系统理论中的刺激—反应模型，结合产品创新的知识创造特征，拟构建CCPI创新主体的刺激—反应模型，以从微观层面分析创新主体的知识结构和行为方式，为进一步开发CCPI工作系统及优化CCPI工作过程奠定坚实的理论基础。
1 客户协同产品创新的基本概念
1.1 客户协同产品创新的基本思想
CCPI的基本出发点源于领先用户理论和组织创造力理论。根据领先用户理论，以领先客户为主导的客户创造力对技术创新的实现具有决定性的作用[1]。客户关于产品的使用知识、使用经验、个性化需求以及对产品不断改进的创新动力，使得客户具有专业设计人员所不具备的创新优势。另一方面，专业设计人员在产品结构、制造工艺、新技术和新材料方面的知识及创造力又是客户所不具备的。根据组织创造力理论，组织知识的创新与团队成员的知识重叠度密切相关，在个体创造力、经验、知识和动机具有一定异质性组合的团队能有效提高其创新绩效[12]。
CCPI打破了常规的产品创新思路，将企业研发的主动权与客户分享，把客户作为创新主体集成到产品创新团队中，使客户和专业设计人员协同进行产品创新。这种新的产品创新方式将客户知识和创造力作为最宝贵的创新资源，在网络化协同工作环境下，通过客户与企业专业设计人员协同进行产品创新以相互补充各自在知识结构和创新技能方面的创新优势，激发群体创造力，从而开发出具有高度创新性和市场主导力的新产品。
1.2 客户协同产品创新过程分析
产品创新主要发生在产品设计阶段，客户参与产品创新也主要在设计阶段。客户参与产品创新的过程如图1所示。
图1 客户协同产品创新(CCPI)过程图
具体的协同创新过程描述如下：
(1)首先，明确产品创新目标。市场开发人员通过对客户的调研及与客户充分交流、沟通，从客户那里获取他们当前产品使用信息、产品需求信息。同时，通过市场调查分析市场技术发展趋势，明确产品创新的目标。
(2)其次，进行产品概念设计。客户在CCPI系统中把自己的需求转换为产品创新创意，进而搜索创意并把创意具体化，完成产品的概念设计。
(3)再次，创意完善。客户及来自市场、设计、制造等领域的专家，从市场认可度、未来应用前景、技术难度等多方面对每个创意进行评价，选出最有市场前景的创意并集合设计人员完善创意。
(4)然后，创新产品详细设计。在此基础上，客户与设计人员在各种计算机辅助设计工具的支持下共同进行产品的详细设计，并利用计算机辅助创新工具等解决设计中出现的各种冲突。
(5)最后，创新产品评估。团队领域专家及客户从技术可行性、经济可行性等方面对技术方案进行综合评价并确定最终创新产品设计方案。
从对CCPI过程的分析可以看出，CCPI这种新型产品创新模式具有两个显著特点：
(1)客户深度参与产品创新
与当前主要的产品创新模式相比，CCPI不仅强调客户个性化需求的获取，更强调利用客户的知识、经验和创新技能，通过客户深度参与到产品创新各个阶段中，更高程度地发挥客户的价值和创造力。
(2)基于网络的组织协同控制
基于网络的组织协同控制包括两层含义：一是网络化协同，二是组织的协同。网络化协同是指分布在异地的客户、设计人员等创新团队成员，在基于计算机网络的协同环境中，利用各种先进的协同设计技术、创新工具及大量的产品知识库共同进行产品创新。组织的协同是指协同创新团队以创新目标为中心，以开发任务为纽带，团队成员之间相互学习交流，知识共享，各成员的知识、经验和创新技能的不对称性通过SECI(Socialization-Externalization-Combination-Internalization)这一螺旋上升过程得到互补[13]，快速实现知识创造从而保证产品创意最终发展成为可行的创新产品。
由上述分析可知，CCPI的分布、并发、知识创造的特征造成了工作过程的动态性和不确定性。创新人员的多样性及信息-知识流在他们之间的多向流动、传递和变化，更使得创新过程呈现出明显的系统复杂性。因此可以说，CCPI是一种复杂的协同知识工作网络。
2 基于复杂适应系统理论的客户协同产品创新研究
2.1 客户协同产品创新的复杂性分析
钱学森认为，“所谓‘复杂性’实际是开放的复杂巨系统的动力学，或开放的复杂巨系统。”复杂性基本特征主要有非线性、多层次性、开放性、动态演化性、不确定性等特性[14]。从复杂性科学角度分析研究，可以分析得到CCPI过程的复杂性主要表现为：
(1)非线性。CCPI组织是由多个部门组成，各部门之间及同部门各成员之间相互关联、相互制约，以某种或多种行为发生复杂的非线性作用，它是CCPI复杂性产生的主要根源。
(2)开放性。CCPI是开放的，与外部组织也存在着密切的联系以获取外部资源，在与市场、社会等环境相互作用的过程中更好地适应环境的发展。
(3)动态性。客户需求的动态变化、先进设计技术的发展等使CCPI处于不断变化中，各创新人员也在不断学习新的知识，不断完善自身的知识结构和行为方式，促使整个创新系统向更高级演化。
(4)不确定性。CCPI系统中存在大量随机、模糊的因素，而且CCPI过程也受到许多不确定因素的影响，使得创新是否成功存在较大的不确定性。
同时从知识管理的角度看，为充分利用客户的知识和创造力，客户、设计人员等创新成员需要及时交互信息、相互学习、知识共享，创新成员之间的信息流和知识流是多向流动、传递的；从组织管理的角度看，由于客户的深度参与，客户的多样性和分布性，无疑使CCPI的管理与协调更加复杂与困难。
综上所述，CCPI的复杂性问题只能在复杂性科学中寻找解决方案，因此，我们尝试性地提出了应用复杂适应系统理论的方法。
2.2 基于复杂适应系统理论的客户协同产品创新
复杂适应系统理论是美国霍兰教授于1994年提出的[15]，是一类具有代表性的复杂系统，现被广泛应用于工程、生物、经济、管理、军事、政治、社会等各领域。CAS最基本的概念是具有主动性、适应性和能动性的个体，简称主体。CAS的核心思想是：适应性造就复杂性。微观方面主体的适应性是指系统中的主体能够与环境以及其它主体进行交互作用，并在这种持续不断的交互作用的过程中，不断地“学习”或“积累经验”，并且根据学到的经验改变自身的结构和行为方式。宏观方面主体之间及主体与环境的相互作用使整个系统表现出复杂的演变与进化过程。结合CAS特性我们分析发现，CCPI可以看作是一类CAS系统，但它更强调客户与专业设计人员之间的相互作用。具体描述如下：
CCPI过程是针对创新目标，客户主体、设计主体等多种创新主体在网络化协同创新环境条件下利用一定的设计资源使创新客体(创新产品)转换形态，实现其市场价值的一种实践活动。这些主体的行为贯穿创新的全过程。首先创新主体根据任务、兴趣等“粘着”在一起，形成不同的“创新群体”，然后这些群体在更高的层次上与其它群体及环境不断地相互作用，相互适应。在这种交互与适应的过程中，各创新主体(群体)不断地学习和积累经验，并根据学到的经验改变自身的知识结构和行为机制。同时创新主体通过其创新行为改变环境对象的状态，促使CCPI不断向创新目标推进，这一具体过程如图2所示。
图2 CCPI系统组成与进化过程示意图
图2中的整个过程具有四个明显的特征，分析如下：
(1)聚集性与适应性。“聚集”指个体通过“粘合”形成多主体的聚合体。CCPI团队是一个由客户主体、设计主体和仲裁主体等不同角色的创新主体组成的分布式多主体工作网络。在主体层，主体表现为该层中的各个节点。在聚集层，主体则表现为由一定数量的同类主体组成的群体，如“客户群体”代表由分布在不同地理位置的多个客户组成的客户社群。每一位客户的知识、产品使用经验、创新兴趣和动机各不相同，但这些客户不是孤立的。当外界市场环境发生变化，客户产生新的需求时，需求、兴趣相似的客户就会“粘着”到一起，向企业提出自己的需求；相应地，核心企业联合协作企业组建市场开发团队(市场开发群体)、专业设计团队(设计群体)及各类专家群体，明确客户需求并积极引导客户创新，与客户一起完成产品创新设计。在与环境相适应的过程中，各创新主体(群体)不断学习和积累经验，使创新系统不断完善进化，持续适应市场环境的发展。
(2)流特性。在CCPI过程中，为明确客户需求，实现各主体知识、经验的共享以弥补各主体在知识和创造力上的不足，各创新主体之间存在着多向流动的知识流和信息流。同时，创新活动需要各种仪器设备及资金的支持，各创新活动间存在着一定的物质流和资金流。各种流的畅通流动与高速周转可提高创新的效率，实现快速、敏捷地对市场需求进行反应。
(3)多层次性。创新主体及创新活动的多样性、创新主体能力的差异使得创新可以在个体、团队和组织不同层次上发生，使CCPI具有多层次性、多结构和多功能的特点。
(4)自组织特性。创新主体具有自身目的，具有自主判断与行为的能力及与其他主体、环境相互交互和适应的能力。由于主体的主动性、适应性和智能性，使创新系统自组织地由无序走向有序，不断向更高级别演化。
通过上述分析可以发现，CCPI是一个复杂、动态演化的适应过程。由CAS理论可知，微观主体的适应性造就了宏观系统的复杂性。主体与环境及其他主体之间的相互适应行为是系统产生复杂性的最主要、最根本的原因。因此，本文拟从微观层面研究CCPI各创新主体的行为以揭示CCPI的复杂性本质。
3 基于刺激—反应模型的客户协同创新主体行为研究
为从微观层面研究CCPI各创新主体的行为，考虑借鉴CAS理论中的刺激—反应模型，结合CCPI知识创造的特点，并引入创成、吸纳等创新行为，在此基础上建立CCPI主体的刺激—反应模型。基于该模型，分析创新主体的行为，为进一步优化CCPI工作过程提供理论指导。
3.1 CCPI创新主体刺激—反应模型
在复杂适应系统的微观层面上，Agent被定义为基于规则的刺激—反应实体，并用刺激—反应模型来表达系统中的主体与环境的交互作用。该模型主要由三部分组成：探测器，规则集和反应器。探测器是主体接受刺激的器官，它代表了主体从环境中抽取信息的能力；规则集是主体对什么样的刺激做出怎样反应的规则的集合，它代表了主体处理信息的能力；反应器是主体做出反应的器官，它输出的是主体的反应或主体行为结果的表现。这一模型的基本原理是：主体通过探测器感知环境的刺激，并将探测到的消息与规则集进行匹配，寻找到匹配的规则后则直接激活反应器对环境产生行动(或作用)或激活另一个相匹配的规则，如此循环这一探测—匹配—激活的反应过程，直至达到主体目标。
在对CCPI复杂适应性的分析基础上，建立的CCPI主体的刺激—反应模型如图3所示。图中，CCPI工作环境由产品信息、创新目标、工作任务、组织状态等信息来描述。当环境变化时，创新主体感知来自环境中的各种信息并根据主体及组织知识库中建立的知识规则和行为机制进行各种创新行为。该模型拟从微观层面描述CCPI中创新主体的行为，揭示创新主体的本质特征和行为机制。
图3 CCPI创新主体刺激—反应模型
3.2 基于刺激—反应模型的CCPI创新主体行为研究
CCPI是创新主体根据环境变化，确定创新目标并依据一定的知识和规则采取行动来实现这一目标的过程。因此，主体模型将CCPI团队成员看作为能够自治执行任务的智能主体。每个主体被定义为Ag=＜K，G，A，R，D，C＞，其中K是主体的知识库，G表示主体的目标集合，A是主体的行动集合，R表示主体的行为规则，D是主体的协同决策规则，C表示主体的通信器。主体都具有感知、动作、反应、规划、通信、决策等功能[16]。
在CCPI过程中，创新主体的行为不仅包含主体的个体行为——反应型行为(例如工作被干扰时立即停止工作，工作失误后直接重做等)和慎思型行为(例如协作伙伴和设计资源的选择、设计方案的评价等)，还有丰富的群体协作行为(如协同设计、群体决策等)。因此，图3所建立的模型中包括了个体行为层、协同行为层两层行为结构和相应的知识结构。个体行为层描述了创新主体根据自身知识和技能进行个体创造和学习的过程。协同行为层描述了创新主体进行协同工作、组织学习和群体决策的过程。不同层次对应于主体不同的功能水平。当创新主体的任务内容超过本层的能力时，它的上一层就发生控制作用。
个体行为层知识库由个体的知识、技能经验、个性特点和行为机制组成。对于客户这一特殊主体，客户知识包括客户产品知识、产品使用知识，客户需求、感性认知和客户创意。在个体行为层，当外界环境(如工作任务状态、资源状态)发生变化时，创新主体根据自身知识库来识别事件(任务)的类型并做出反应。如果主体感知到的是比较简单的反应型事件或者紧急的情况，则主体根据当前环境信息直接做出决定并执行相应的动作。如果主体感知到的是复杂的慎思型事件，则创新主体根据其知识、当前工作状态、环境状态及个人行为规则进行本地判断、决策，并付诸行动。例如：当某客户进行设计需要其它成员协作时，则进行协作伙伴选择；当主体所要执行的任务有多种资源可使用时，则进行资源选择决策等。
当某项任务难以由某个主体独自完成而需要由多个创新主体来协作共同完成时，协同行为层就发生了它的控制作用。在CCPI过程中，协同行为层的行为主要是协作和冲突解决。协作指当某项任务需要创新主体与其它主体共同才能完成或由协作者完成而该主体才能继续工作时，创新团队管理者根据组织协作行为协议库中的任务分配规则和组织协调机制等机制协调各创新主体行为的过程，如协同设计、群体决策等。冲突解决是指利用协商、仲裁、技术资源选择机制等方法来解决由设计创新活动的复杂性、创新主体知识的有限性及资源的有限性等因素而引起设计冲突、资源冲突和过程冲突等各种冲突的过程。
与当前已有的智能主体模型相比，创新主体模型增加了知识的创成、吸纳等TRIZ创新行为，从而使主体具有利用技术资源进行知识创造的能力。创新主体通过吸纳他人的先进技术、科研成果，或利用现有知识和学习到的新知识进行知识推理，实现产品在原理、结构或组合方式上的创新，同时扩充自己的知识库。而组织知识则是通过创新主体知识的创成吸纳与优化配置，不断积累、扩充而形成的知识体系。
综上所述，我们可以得出以下研究结论：
(1)从创新主体本身来看，创新主体的规则集即主体的知识结构和行为规则，是决定创新主体行为方式最主要的因素，它也是各主体能力水平存在差异的根源。因此，在选择协作伙伴、分配协作任务等方面需要充分考虑这一因素。特别地，CCPI将客户知识和创造力作为最宝贵的创新资源，选择具有领先用户特征、更具创新性的客户，对产品创新绩效的提高具有积极的促进作用。
(2)与创新主体的个体行为相比，创新主体之间的协同行为是CCPI过程中最关键的行为。创新主体之间的交互与协调是CCPI复杂性产生最重要的原因。因此，需要建立良好的组织协同行为机制如资源选择机制、群体决策机制等以协调各创新主体的行为，保证CCPI顺利进行，提高产品创新效率。
(3)为了优化CCPI复杂工作过程，提高CCPI效率，在本文研究的基础上，还需要对创新主体及创新团队的具体行为机制，创新主体行为的影响因素及影响因素的作用机理等一系列内容进行深入研究。
4 结束语
对客户协同产品创新过程及特点进行了分析，指出CCPI过程是一种复杂的自适应过程。针对CCPI的复杂适应特性，为提高CCPI效率，需对客户协同产品创新主体行为进行分析。基于此，依据CAS理论中的刺激—反应模型，构建了CCPI创新主体刺激—反应模型。该模型体现了创新主体的适应性特征，为进一步开发CCPI工作系统、优化CCPI工作过程奠定了理论基础。
目前该研究还处于理论研究阶段，论文仅仅从微观层面分析了创新主体的适应行为，这种描述是有限的。为进一步分析和优化CCPI工作过程，在所提出的主体模型的基础上，需要对各创新主体的行为机制进行更加深入细致的研究。因此，各创新主体在协同创新过程中所遵循的各种组织协同行为机制如多主体知识传播机制、技术资源选择机制、创新组织协同机制、知识库扩充机制等，创新主体行为的影响因素等将是进一步深入研究的内容。
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